CC BY
25"Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических, аппаратов
для крупногабаритного крыла батареи солнечной // Решетневские чтения : материалы XVII Междунар. науч. конф. В 2 ч. Ч. 1. Красноярск, 2013. С. 88-89.
2. Технология производства космических аппаратов / Н. А. Тестоедов [и др.]. Красноярск, 2009. 352 с.
3. Spacecraft systems engineering / ed. by Peter Fortescue, Graham Swinerd, John Stark. 4th ed. 2011. 691 p.
4. Чеботарев В. E. Проектирование космических аппаратов систем информационного обеспечения / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2005. 168 с.
References
1. Mihalkin V. M., Romanenko I. V. Analiz primenimosti sistemy obezveshivanija passivnogo tipa dlja krupnogabaritnogo kryla batarei solnechnoj (Analysis of applicability of passive type zero-gravity system for
large solar array) // Reshetnjovskie chtenija : materialy XVII Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii : v 2 ch. Krasnojarsk, 2013. Ch. 1. P. 88-89.
2. Testoedov N. A., Mihnev M. M., Miheev A. E. et al. Tekhnologiya proizvodstva kosmicheskin apparatov (The spacecraft processing technology). SIBSAU, Krasnoyarsk, 2009. 352 p.
3. Spacecraft systems engineering / ed. by Peter Fortescue, Graham Swinerd, John Stark. 4th ed. 2011. 691 p.
4. Chebotarev V. E. Proektirovanie kosmicheskih apparatov system informacionnogo obespechenija (Designing of infoware systems of spacecrafts). Siberian aerospace university. Krasnoyarsk, 2005. 168 p.
© Гайдукова А. О., Белянин Н. А., 2016
УДК 62-238.9
УСТРОЙСТВО УДЕРЖАНИЯ И ОСВОБОЖДЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИИ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА С ПОНИЖЕННЫМ УДАРНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
А. А. Герус1, А. А. Байбородов1, В. В. Кузнецов1, А. Д. Кузнецов1, Н. А. Смирнов2
!АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52 2Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
В настоящее время в современных космических аппаратах (КА) применяются высокоточное оборудование, а также высокоэффективные конструкции систем электропитания (СЭП), чувствительные к ударным воздействиям. В связи с этим возникает необходимость и потребность в создании механических устройств удержания и освобождения подвижных элементов конструкции КА с пониженным ударным воздействием при срабатывании.
Ключевые слова: устройство удержания, трансформируемые конструкции, безударное разделение, пиро-средства.
DEVICE FOR HOLDING AND RELEASING MOVABLE SPACECRAFT STRUCTURES WITH REDUCED SHOCK INFLUENCE
A. A. Gerus1, A. A. Bajborodov1, V. V. Kuznetsov1, A. D. Kuznetsov1, N. A. Smirnov2
1JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Street, Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation
2Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
Currently, modern spacecraft uses sensitive to shock, high precision devices and high efficiency structures of power systems. Therefore there is a need in creation for mechanical devices for fixing and releasing movable spacecraft structures with reduced influence of hit.
Keywords: fixing device, release device, transformable structures, actuator.
В настоящее время в современных отечественных В качестве механической части используются уст-КА связи используются замки, состоящие: ройства на основе рычажных схем, обеспечивающих
- из механической части; удержание трансформируемых элементов КА во вре-
- активирующего устройства. мя выведения на целевую орбиту.
<Тешетневс^ие чтения. 2016
В качестве активирующего устройства используются пиротехнические средства, выполняющие функцию дистанционного инициатора срабатывания механической части замка.
Значения ударных воздействий, возникающих при срабатывании такого замка, приведены на рис. 1.
Основные ударные воздействия в замках возникают за счет срабатывания пиротехнических средств, резкого снятия нагрузки в механизме удержания замка и за счет соударения элементов этого механизма.
Для снижения ударного воздействия на оборудование КА от устройств удержания необходимо разработать замок, обеспечивающий минимальные ударные воздействия на бортовую аппаратуру КА, а именно:
- разработать механизм замка, удовлетворяющий условию отсутствия соударяющихся элементов механизма удержания, а также обеспечивающего условия постепенного снятия нагрузки;
- разработать активирующее устройство без использования пиротехнических средств.
Целью данной работы является разработка замка с использованием активирующего устройства без использования пиросредств.
В результате проведенной работы [1-4] был разработан замок с низким значением ударных воздействий, возникающих при его срабатывании.
Замок представляет собой конструкцию, состоящую из механической части и активирующего устройства, общий вид которых приведен на рис. 2.
Активирующее устройство состоит из электрической части 1 и механической части 2. При этом электрическая часть 1 включает в себя подпружиненные штоки (в количестве 4 шт. для увеличения надежности срабатывания), удерживаемые проволокой из материала с высоким значением удельного электрического сопротивления. Механическая часть состоит из подпружиненного штока, опертого на ролики поворотного рычага.
Активирующее устройство работает следующим образом. При подаче электрического тока на проволоку происходит ее нагрев и разрушение под действием пружины штока, после чего шток освобождается и поворачивает рычаг, освобождая подпружиненный шток, который втягивается в корпус активирующего устройства под действием пружины, тем самым обеспечивая освобождение удерживаемого элемента.
Рис. 1. Значения ударных воздействий при срабатывании замка
"Крупногабаритные трансформируемые конструкиии космических, аппаратов
Замок состоит из стационарной и отделяемой частей, при этом:
- стационарная часть включается в себя корпус, гайку, подшипник;
- отделяемая часть включает в себя воронку, штырь, пружину.
Корпус необходим для восприятия нагрузок, возникающих при транспортировке и выведении КА, воронка для закрепления удерживаемого элемента КА, штырь для соединения между собой стационарной и отделяемой части.
Замок работает следующим образом. После срабатывания активирующего устройства происходит освобождение гайки замка, после чего штырь может выкрутиться из гайки за счет того, что штырь и гайка имеют резьбу с углом подъема большим, чем угол трения, что позволяет штырю самостоятельно выкручиваться из гайки под действием усилия затяжки в замке и пружины, вытягивающей штырь. После того как штырь полностью выкручен из гайки, отделяемая и стационарная части замка могут быть свободно разделены. Также для снижения сопротивления вращения гайки при выкручивании штыря гайка установлена в корпус замка на упорный подшипник.
Технический эффект разработанной конструкции замка заключается:
- в использовании в механизме удержания замка резьбового соединения винт-гайка, со значением угла наклона резьбы большим, чем угол трения, что позволяет обеспечить условие отсутствия соударения элементов механизма удержания и обеспечить плавное снятие нагрузки при срабатывании;
- активирующее устройство основано на принципе разрушаемого элемента, выполненного в виде пережигаемой проволоки, что обеспечивает многократное снижение ударных воздействий при срабатывании такого активирующего устройства.
Разработанная конструкция замка позволит использовать его на КА с бортовой аппаратурой, чувствительной к ударным воздействиям без ограничения по месту размещения на КА, а также позволит снизить массу системы зачековки подвижных элементов КА в целом.
Библиографические ссылки
1. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Устройство удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космического аппарата с пониженным ударным воздействием // Инновации в авиации и космонавтике : материалы Всерос. научно-практич. конф. М. : МАИ, 2014. С. 82-83.
2. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Совершенствование устройств удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космических аппаратов // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы X Всерос. научно-практич. конф. Т. 1. Техни-
ческие науки. Информационные технологии / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. С. 147-148.
3. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Устройство удержания и освобождения подвижных элементов космического аппарата с пониженным ударным воздействием // Новые материалы и технологии в ракетно-космической и авиационной технике : материалы Всерос. молодежной конференции. Звездный : ФГБУ «НИИ ЦПК им. Ю. А. Гагарина», 2015.
4. Кузнецов В. В., Ереско С. П. Устройство удержания и освобождения подвижных элементов конструкции космического аппарата с пониженным ударным воздействием // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы XI Всерос. научно-практ. конф. Т. 1. Технические науки. Информационные технологии / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015.
References
1. Kuznetsov V. V., Yeresko S. P. Ustroystvo uderzhaniya i osvobozhdeniya podvizhnykh elementov konstruktsii kosmicheskogo apparata s ponizhennym udarnym vozdeystviyem [Device for retention and release of mobile elements of the spacecraft design with low impact force] // Mat-ly Vseros. nauchno prakticheskoy konf. «Innovatsii v aviatsii i kosmonavtike». M. : MAI, 2014. P. 82-83.
2. Kuznetsov V. V., Yeresko S. P. Sovershenstvovaniye ustroystv uderzhaniya i osvobozhdeniya podvizhnykh elementov konstruktsii kosmicheskikh apparatov [Improving devices for retention and the release of mobile elements spacecraft design]. // Mat-ly X Vseros. nauchno prakticheskoy konf. «Aktual'nyye problemy aviatsii i kosmonavtiki». Vol. 1. Tekhnicheskiye nauki. Informatsionnyye tekhnologii. -Krasnoyarsk : SibGAU, 2014. P. 147-148.
3. Kuznetsov V. V., Yeresko S. P. Ustroystvo uderzhaniya i osvobozhdeniya podvizhnykh elementov kosmicheskogo apparata s ponizhennym udarnym vozdeystviyem [Device for retention and release of mobile elements of the spacecraft design with low impact force] // Mat-ly Vseros. Molodezhnoy konferentsii «Novyye materialy i tekhnologii v raketno-kosmicheskoy i aviatsionnoy tekhnike». Zvezdnyy : FGBU «NII TSPK im. YU. A. Gagarina», 2015.
4. Kuznetsov V. V., Yeresko S. P. Ustroystvo uderzhaniya i osvobozhdeniya podvizhnykh elementov konstruktsii kosmicheskogo apparata s ponizhennym udarnym vozdeystviyem [Device for retention and release of mobile elements of the spacecraft design with low impact force] // Mat-ly XI Vseros. nauchno prakticheskoy konf. «Aktual'nyye problemy aviatsii i kosmonavtiki».-T1. Tekhnicheskiye nauki. Informatsionnyye tekhnologii. Krasnoyarsk : SibGAU, 2015.
© Герус А. А., Байбородов А. А., Кузнецов В. В., Кузнецов А. Д., Смирнов Н. А., 2016
